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1、可编程序控制器及编程实例,王全友 夏国宏 主编,王全友 夏国宏 主编,可编程序控制器及编程实例,教育部高等职业教育示范专业规划教材,第1章 三菱FX2N可编程序控制器,第1章 三菱FX2N可编程序控制器,1.1 可编程序控制器概述 1.2 FX可编程序控制器的软元件 1.3 可编程序控制器的三种输出回路 1.4 输入继电器、输出继电器的编号和功能 1.5 辅助继电器M的编号和功能 1.6 状态继电器S的编号和功能 1.7 定时器T的编号和功能 1.8 内部计数器C的编号和功能 1.9 内置高速计数器的编号和输入 1.10 单相高速计数器的使用方法 1.11 双相双输入高速计数器的使用,第1章
2、三菱FX2N可编程序控制器,1.12 数据寄存器D的编号和功能 1.13 变址寄存器V、Z 1.14 指针P、I的编号和功能,1.1 可编程序控制器概述,1.PLC的主要功能 )PLC具有逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。 )PLC具有定时功能，为用户提供了用定时指令设置的若干个电子定时器进行限时控制和延时控制。 )PLC具有计数控制功能，为用户提供了用计数指令设置的若干个计数器，且计数值可在运行中读出和修改。 )PLC具有步进控制功能，只有在前道工序完成后才能转入下道工序，实现步进控制。 )PLC具有对模拟量的控制和PID回路调节功能，即能完成模/数(A/D)、数/模(D/A)的转
3、换。 )PLC具有数据处理功能，如并行运算、并行数据传送、BCD码的运算等。,1.1 可编程序控制器概述,)PLC具有联网通信功能，它采用通信技术进行远程I/O控制和PLC之间的同位连接，以及与上位计算机进行上位连接，构成由一台计算机与多台PLC的“集中管理，分散控制”的分布式控制网络，以完成大规模的复杂控制。 )PLC具有对控制系统进行监控的功能，操作人员可以通过监控命令监控有关部分的运行状态，调整定时、计数等整定值。 )PLC具有自诊断功能，可以在线诊断PLC系统的软硬件状况，诊断机器和生产过程的状况。,1.1 可编程序控制器概述,图-1 PLC典型系统框图,1.1 可编程序控制器概述,2
4、.PLC的主要构成与作用 (1)CPU 与通用微型计算机的CPU一样， 它是PLC的控制神经中枢，主要功能包括：从存储器读取指令(用户程序)。 ()程序存储器 PLC的程序存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。 (3)输入、输出单元 输入、输出单元是CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件，即将外部输入的电压或电流信号转换成微处理器所需要的低电平信号；同时，将微处理器所需要的低电平信号转换为控制设备所需要的电压或电流信号。 (4)编程单元 编程单元(编程器)把PLC的梯形图通过接口输入，也可用微型计算机通过通信接口与PLC连接，在微型计算机上进行梯形图的编辑、下载、调试(仿真)和
5、监控。,1.1 可编程序控制器概述,图- 对用户程序的循环扫描过程,()输入采样阶段 PLC以扫描方式顺序读入输入端子的状态，接通/断开(ON/OFF)，并将此状态存入输入映像寄存器，接着转入程序执行阶段。,3.PLC的工作过程,1.1 可编程序控制器概述,()程序执行阶段 在程序执行阶段，程序执行总是按先左后右、先上后下的顺序对每条指令进行扫描，并从输入映像寄存器中“读入”所有输入端子的状态。 ()输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，所有映像寄存器中所对应的各输出继电器的接通/断开(ON/OFF)状态，在输出刷新阶段转存到输出锁存电路，再驱动输出端子，产生可编程序控制器的实际输出。 1)输入
6、映像寄存器的数据，取决于输入端子在上一个刷新时间的ON/OFF状态。 2)元件映像寄存器的数据，由输出指令的执行结果决定。 3)输出端子的ON/OFF状态，由输出锁存电路来确定。,1.2 FX可编程序控制器的软元件,1)对于非停电保持领域，根据设定参数，可变更为停电保持领域。 2)对于停电保持领域，根据设定参数，可变更为非停电保持领域。 3)固定的停电保持领域，不可变更为非停电保持领域的特性。,1.3 可编程序控制器的三种输出回路,1.继电器输出回路 2.晶闸管输出回路 3.晶体管输出回路,表1-1 三种输出回路的规格,1.3 可编程序控制器的三种输出回路,.点 .4点 .点 . . . .以
7、下 .以下 外电源为DC 24V时，仅能使用5mA以上的电流。 负载电流小，则OFF时间长。,1.4 输入继电器、输出继电器的编号和功能,图1-3 输入继电器、输出继电器的功能和作用,1.4 输入继电器、输出继电器的编号和功能,.输入处理 .程序处理 3.输出处理,1.5 辅助继电器M的编号和功能,表1-2 辅助继电器M的编号,1.一般用,图1-4 输出及辅助继电器梯形图,1.5 辅助继电器M的编号和功能,图1-5 M600的停电保持梯形图,.停电保持用,1.5 辅助继电器M的编号和功能,图1-6 辅助继电器M的停电保持用实例 a)小车自动往返运行示意图 )辅助继电器M的停电保持用梯形图,1.
8、5 辅助继电器M的编号和功能,.特殊用途 1)触点利用型特殊辅助继电器。 2)线圈驱动型特殊辅助继电器。,1.6 状态继电器S的编号和功能,表1-3 状态继电器S编号表, 非停电保持领域。通过参数的设定可变更为停电保持领域。 停电保持领域。通过参数的设定可变更为非停电保持领域。 停电保持特性。不可通过参数的设定变更。 )状态继电器S是对工序步进控制进行简易编程的重要软元件，经常与步进梯形图指令STL结合使用。,1.6 状态继电器S的编号和功能,)状态继电器和辅助继电器一样，有无数的电子常开/常闭触点，在顺序控制程序内可随意使用。,图1-7 自动搬运机械手的 部分步进梯形图,1.6 状态继电器S
9、的编号和功能,图1-8 状态继电器S顺序控制梯形图,)供信号报警器用的状态继电器，也可作为诊断外部故障用的输出。,1.6 状态继电器S的编号和功能,图1-9 外部故障诊断电路梯形图,1.7 定时器T的编号和功能,表1-4 定时器的编号和功能,)当可编程序控制器内定时器累计的1ms、10ms、100ms等时钟脉冲达到规定的设定值时，输出触点动作。 2)在编程时，一般用定时器只作计时用。,图1-10 定时器一般用梯形图,1.7 定时器T的编号和功能,2.累计型定时器,图1-11 累计型定时器梯形图1,图1-12 累计型定时器梯形图2,1.7 定时器T的编号和功能,图1-13 电位器型定时器梯形图,
10、图1-14 改变电位器型定时器的设定值梯形图,3.电位器型定时器,1.7 定时器T的编号和功能,图1-15 设定设定值(K)的梯形图,图1-16 间接设定设定值梯形图,1)T192T199定时器在执行线圈指令或执行END指令时开始计时，所以，便于在子程序及中断程序中应用。,4.设定值(K)的设定,1.7 定时器T的编号和功能,2)在子程序及中断程序中采用1ms累计型定时器，在达到设定值后，要注意的是，在执行最初的线圈指令时，输出触点即动作。 5.定时器触点动作延时时间,图1-17 定时器触点动作的精度,1.7 定时器T的编号和功能,图1-18 输出延时关断定时器梯形图,)定时器用于输出延时关断
11、。,1.7 定时器T的编号和功能,图-19 闪烁点产生的梯形图,)定时器用于产生闪烁点。,1.7 定时器T的编号和功能,图1-20 应用指令定时梯形图,图1-21 应用指令延时关断梯形图,)应用指令FNC65与图1-19所述的原理相同，图1-20所示为应用指令定时梯形图，其中，STMR为特殊定时器。,1.8 内部计数器C的编号和功能,表1-5 内部计数器C的编号和功能,1.8 内部计数器C的编号和功能,表1-6 32位计数器增减计数切换用辅助继电器编号,表1-7 16位计数器和32位计数器的特点,1.8 内部计数器C的编号和功能,1.16位计数器的功能与动作示例 一般用和停电保持用16位增计数
12、器，有效设定值K1K32767的设定值K0和K1具有相同的含义，即第一次计数开始时输出触点就动作。图122所示为16位增计数器应用梯形图。,图1-22 16位增计数器应用梯形图,)计数输入X011每驱动C0线圈一次，计数器当前值就增加1，在执行第10次线圈指令时，输出触点动作。 )如果复位输入X010为ON，则执行RST指令，计数器当前值为0，输出触点复位。,1.8 内部计数器C的编号和功能,)对于计数器的设定值，除了上述常数K可设定外，还可用数据寄存器的编号设定。 )若以MOV等指令将设定值以外的数据写入当前值寄存器，则在下次输入时，输出线圈接通，寄存器的设定值变为当前值。,1.8 内部计数
13、器C的编号和功能,2.32位增减计数器的一般用和停电保持用 若用C驱动M8，则为减计数；若不驱动，则为增计数。根据常数K或数据寄存器D的内容，设定值可正可负。将连号的数据存储器的内容视为一对，作为32位进位数据处理。如在设定D0时，D1和D2两项作为32位设定值处理。使用停电保持用计数器时，计数器的当前值、输出触点与复位状态都为停电保持状态。32位计数器也可作为32位数据寄存器使用，但是，它不能作为16位应用指令中的软元件。若以DMOV指令等把设定值以外的数据写入当前值寄存器，则在以后的计数输入时可继续计数，触点也不变化。所示为32位减计数器一般用梯形图。,1.8 内部计数器C的编号和功能,图
14、1-23 32位减计数器一般用梯形图,1)利用X014驱动C200线圈时，可增计数或减计数。 2)当计数器当前值由65增加时，输出触点置位；当计数器当前值由56减少时，输出触点复位。 3)当前值的增减与输出触点的动作无关。,1.8 内部计数器C的编号和功能,4)当复位输入X013为ON时，则执行RST指令，计数器当前值变为0，输出触点也复位。 3.16位计数器设定值的设定方法 1)常数K的设定，其中，常数K为十进制常数，范围为132767。,图1-24 16位计数器常数K的设定梯形图,)间接设定寄存器D，间接设定用的数据寄存器的内容预先在程序中写入或通过数字开关输入。,1.8 内部计数器C的编
15、号和功能,图1-25 16位计数器间接设定寄存器D的梯形图,4.32位计数器设定值的设定方法 1)常数K的设定，其中，常数K为十进制常数，范围为132767。,图1-26 32位计数器常数K的设定梯形图,2)间接设定寄存器D，间接设定用的数据寄存器两个为一组。,1.8 内部计数器C的编号和功能,图1-27 32位计数器间接设定寄存器D的梯形图,图1-28 应用指令梯形图,1.9 内置高速计数器的编号和输入,1.内置高速计数器的编号和输入,表-8 内置高速计数器C的具体输入方法,1)输入X000、C235表示单相单计数输入，不具有中断复位与中断启动输入功能。 2.位计数器的编号和输入 32位增减
16、计数型二进制计数器，根据不同的增减计数切换的方法可分三种类型，具体的计数输入输出类型见表9。,1.9 内置高速计数器的编号和输入,表1-9 计数输入输出类型,表1-10 增/减计数切换用特殊辅助继电器编号,1.9 内置高速计数器的编号和输入,表1-11 计数方向监控用特殊辅助继电器编号,1.10 单相高速计数器的使用方法,)图1-29所示为单相单输入梯形图，其中，C235在X012为ON时，对输入X010的断开接通进行计数。,图1-29 单相单输入梯形图,)图 1-30所示为间接设定数据寄存器梯形图，其中，在X012为ON时，如果输入X010也为ON，则计数器C244立即开始计数。,1.10 单相高速计数器的使用方法,图1-30 间接设定数据寄存器梯形图,3)图1-31所示为减计数梯形图。,图1-31 减计数梯形
